package com.sgj.queue;

import java.util.Scanner;

/**
 * 队列的先入先出（环形队列）
 * @Author: Guoji Shen
 * @Date: 2021/7/30 16:38
 */
public class CircleArrayQueueDemo {

    public static void main(String[] args) {
        // 创建一个队列，设置4，但有效空间为3
        CicleArray queue = new CicleArray(4);
        // 接收用户的输入
        char key = ' ';
        Scanner scanner = new Scanner(System.in);
        boolean loop = true;

        System.out.println("s(show)：显示队列");
        System.out.println("e(exit)：退出程序");
        System.out.println("a(add)：添加数据到队列");
        System.out.println("g(get)：从队列取出数据");
        System.out.println("h(head)：查看队列头的数据");
        // 输出一个菜单
        while(loop) {
            System.out.print("请输入：");
            // 接收一个字符
            key = scanner.next().charAt(0);
            switch (key) {
                case 's': queue.showQueue(); break;
                case 'a':
                    System.out.print("请输入一个数：");
                    int value = scanner.nextInt();
                    queue.addQueue(value);
                    break;
                case 'g':
                    try {
                        int res = queue.getQueue();
                        System.out.printf("取出的数据是：%d\n", res);
                    } catch (Exception e) {
                        e.printStackTrace();
                        System.out.println(e.getMessage());
                    }
                    break;
                case 'h':
                    try {
                        int res = queue.headQueue();
                        System.out.printf("队列头的数据是：%d\n", res);
                    } catch (Exception e) {
                        e.printStackTrace();
                        System.out.println(e.getMessage());
                    }
                    break;
                case 'e': scanner.close(); loop = false; break;
                default: break;
            }
        }
        System.out.println("程序退出~~~~");
    }
}

// 使用数组模拟队列 ----> 编写一个 CicleArray 类
class CicleArray {

    /**
     * 数组的最大容量
     */
    private int maxSize;

    /**
     * 队列头
     * front 变量的含义做一个调整：front 就指向队列的第一个元素，也就是说 arr[front]
     * front 的初始值 = 0
     */
    private int front;

    /**
     * 队列尾
     * rear 变量的含义做一个调整：rear 就指向队列的最后一个元素的后一个位置，因为希望空出一个空间作为约定
     * rear 的初始值 = 0
     */
    private int rear;

    /**
     * 该数组用于存放数据，模拟队列
     */
    private int[] arr;

    // 创建队列的构造器
    public CicleArray(int arrMaxSize) {
        maxSize = arrMaxSize;
        arr = new int[maxSize];
    }

    // 判断队列是否已满
    public boolean isFull() {
        return (rear + 1) % maxSize == front;
    }

    // 判断队列是否为空
    public boolean isEmpty() {
        return rear == front;
    }

    // 添加数据到队列
    public void addQueue(int n) {
        // 判断队列是否已满
        if (isFull()) {
            System.out.println("队列已满，无法加入数据！！！");
            return;
        }
        // 直接将数据加入
        arr[rear] = n;
        // 将 rear 后移,这里必须考虑取余
        rear = (rear + 1) % maxSize;
        System.out.println("添加成功！");
    }

    // 将数据取出队列
    public int getQueue() {
        // 判断队列是否为空
        if (isEmpty()) {
            throw new RuntimeException("队列为空，无法取出数据！！！");
        }
        // 这里需要分析出 front 是指向队列的第一个元素
        // 先把 front 对应的值保留到一个临时变量
        int value = arr[front];
        // 将 front 后移，考虑取余
        front = (front + 1) % maxSize;
        // 将临时保存的变量返回
        return value;
    }

    // 显示队列的所有数据
    public void showQueue() {
        // 遍历
        if (isEmpty()) {
            System.out.println("队列为空，没有数据！！！");
        }
        for (int i = front; i < front + size(); i++) {
            System.out.printf("arr[%d] = %d\n", i % maxSize, arr[i % maxSize]);
        }
    }

    // 求出当前队列有效数据的个数
    public int size() {
        return (rear + maxSize - front) % maxSize;
    }

    // 显示队列的头数据，不取出
    public int headQueue() {
        // 判断队列是否为空
        if (isEmpty()) {
            throw new RuntimeException("队列为空，无法取出数据！！！");
        }
        return arr[front];
    }
}